复合顶板切顶沿空留巷围岩变形分区及耦合支护技术

为解决复合顶板切顶沿空留巷围岩存在顶板易破碎、下沉量大等问题,以龙滩煤矿3124S工作面风巷为工程背景,基于复合顶板切顶沿空留巷顶板变形监测结果,研究了复合顶板切顶沿空留巷围岩变形特征,揭示了留巷巷道复合顶板变形破坏机理,同时,根据围岩变形特征提出了分区域多介质耦合支护技术。结果表明,分区域多介质耦合支护技术可有效控制顶板变形,顶板最大下沉量约为62mm,降低了60%～75%,留巷效率提升了15%～40%,保障了工作面的快速推进。     

切顶卸压沿空留巷围岩变形规律研究北大核心

沿空留巷围岩剧烈的矿压显现已成为煤矿安全高效生产的瓶颈,切顶卸压作为能够有效降低巷道压力的有效措施之一,受到了越来越多的关注。以王庄煤矿91-101工作面风巷为工程背景,采用理论分析和数值模拟相结合的方法,研究了新型切顶卸压沿空留巷围岩竖向位移变化规律、应力及塑性区的分布特征,揭示了切顶高度对围岩变形影响规律。研究结果表明:新型切顶技术效果显著,巷道采空侧位移比未断顶时减小了46.7%,最佳切顶高度为19 m;现场沿空留巷顶底板和两帮平均移近量分别为312 mm和128 mm,留巷变形得到有效控制。     

中厚煤层切顶留巷二次采动围岩变形及矿压规律研究

以店坪煤矿9-204工作面留巷为研究对象,通过现场监测留巷在二次采动期间围岩变形量和采场支架工作阻力。研究得出留巷超前工作面30 m时围岩变形速率开始变大,累计变形量小于250 mm,且以底鼓和煤帮鼓起为主;留巷复用侧采场矿压要高于中部和下部区域;对留巷超前范围内采用单体支柱+π型钢型梁密集支护,可以有效控制留巷二次采动期间围岩变形。     

复合顶板切顶卸压留巷围岩支护技术研究

复合顶板巷道切顶卸压留巷时往往面临围岩控制困难问题,给巷道后续使用带来制约.以东林公司E1301回风巷复合顶板切顶卸压留巷为工程背景,对留巷技术以及围岩支护方案进行设计.在切顶前采用锚索、锚索梁及恒阻锚索梁超前支护,留巷段采用架棚、单体液压支柱、档杆支架等支护.现场应用后,巷道围岩变形整体较小,可满足巷道后续使用要求.     

无煤柱切顶留巷围岩控制研究及应用

通过分析留巷应力分布并结合地质条件设计了切顶参数,制定了巷内和巷帮挡矸的支护方案,通过留巷内矿压和围岩变形数据检验效果.结果显示,切顶留巷能有效降低巷内压力,留巷顶底板移近量最大为370mm,围岩变形在滞后工作面100m后稳定.     

托顶煤切顶留巷围岩控制技术研究

为了解决托顶煤巷道围岩变形难以控制的问题,运用理论分析、离散元数值模拟及现场工业试验相结合的方法对义棠煤业100602工作面切顶成巷围岩控制技术进行研究,分析了不同切顶高度、采高对留巷围岩变形影响规律。研究发现,适当增加切顶高度并降低采高有利于巷道围岩稳定,并确定开采技术参数为切顶高度24 m、采高6 m。现场监测结果显示,在合理的支护策略及开采工艺参数下,托顶煤切顶留巷围岩变形控制效果良好。     

爆破切顶留巷及围岩控制技术应用

针对寺河煤矿二号井采掘接替紧张、回采率低等问题,运用理论分析和数值模拟的方法,进行爆破切顶沿空留巷无煤柱开采技术试验。研究结果表明:切顶高度与应力集中和巷道表面位移呈负相关,切顶角度与应力集中和巷道表面位移呈正相关,最优切顶高度为8 m,切顶角度为10°;顶板切顶成缝明显,留巷达到预期效果;巷道补强加固措施设计合理,平均顶底板移近量为254.7 mm,平均两帮移近量为113.1 mm;成巷效果能满足下一工作面安全生产的要求;形成了适合寺河煤矿二号井地质条件下的切顶卸压沿空留巷及围岩控制技术体系。     

切顶沿空留巷卸压机理及支护技术研究

云驾岭矿9号煤上覆厚硬岩层,采场矿压显现强烈,采用传统的沿空留巷方法围岩控制难度大。以云驾岭矿19103工作面运巷为背景,分析了切顶沿空留巷厚硬直接顶力学平衡条件,得出巷旁需提供不小于1046 kN的支护阻力。采用数值模拟的方法对比了沿空留巷在厚硬直接顶条件下切顶与不切顶时围岩变形及应力、塑性区的分布规律,结果表明：切顶后采空区顶板更容易垮落,留巷顶板稳定时下沉量仅为同期不切顶时的28.2%,切顶后留巷侧顶板垂直应力变小、水平应力增大且围岩塑性区向顶底板深部转移,揭示了预裂切顶卸压的机理为阻断工作面动压的传递以及诱导采空区顶板提前冒落接顶承压,水平应力增大的原因为切缝两侧形成的长、短“悬臂梁”变形的结果。提出了针对厚硬直接顶切顶留巷的顶板控制理念为集中支护切缝端、适当让压和形成“组合悬臂梁”,采用了“长、短锚索+单体液压支柱+可缩性U钢梁”的综合支护技术及挂网喷浆的密闭措施。现场工业性试验效果良好,切顶后留巷顶板锚索受力峰值在350 kN左右,围岩稳定后巷道规格满足二次复用的条件。     

亿欣煤矿沿空切顶留巷围岩变形特征及控制技术

为优化矿山压力显现强度与煤炭资源回收效率,以亿欣煤矿XV1306试验工作面为例,采用数值模拟与工程实测方法开展无煤柱自成巷切顶应用技术。运用Rocscience-phase2软件分析了未切顶采场与切顶采场的覆岩运移特征,设计应用2种预裂爆破切缝参数与恒阻大变形锚索,同时对采空区后方实施二级预裂爆破。根据工作面推进位置设计3种支护形式,包括单体液压支柱支护、木垛支护、挡矸支护。结果表明：切顶方式下的覆岩应力为非对称分布,位移矢量仅在采空区内发育,地表的下沉量更小。配合临时支护与挡矸支护可有效控制围岩变形,顶底板最大移进量为324 mm,平均下沉量为245 mm。巷帮无明显碎胀与片帮,验证了无煤柱沿空留巷技术取得了较好的工程实践效果。     

回坡底矿切顶留巷工作面通风技术研究

针对工作面传统通风方式存在漏风通道多、遗煤自燃发火严重、有毒有害气体浓度高的问题,回坡底矿10-108工作面通过切顶留巷方式将传统"U"型通风改为"W"型"两进一回"式通风。改进通风方式后,能够有效减少采空区漏风通道,使采空区窒息带面积增加、散热带和氧化带面积减少,保证采空区温度处于安全稳定范畴内。切顶留巷"W"型通风方式的成功应用,是减少工作面有毒有害气体积聚,降低遗煤自燃危险性的有效措施,能够保证工作面安全高效开采。     

深井切顶留巷顶板错动判据与支护参数量化研究

切顶留巷顶板支护方式主要为主动支护与临时支护.研究留巷期间顶板主动支护与临时支护之间的量化关系,确定切顶留巷顶板支护参数量化关系,可为支护参数设计及稳定性控制提供理论依据.以祁东煤矿7135工作面为工程背景,研究切顶巷道走向及倾向不同层位顶板变形规律,获得直接顶与基本顶的协调变形特征.分析直接顶与基本顶协调变形力学特征,建立切顶留巷直接顶与基本顶组合力学模型,以锚杆发生剪切破坏为临界指标,获得层间错动判据,并以此分析临时支护刚度、锚杆预紧力及锚杆支护间排距之间的量化关系.通过引入埋深因素,分析不同埋深临时支护与主动支护的量化关系.提出工程实践中:为提高留巷期间巷道顶板稳定性、控制顶板下沉变形量,可通过增加巷内临时支护体数量、提高支护刚度、减小锚杆支护间排距及提高锚杆预紧力等方法实现.结合祁东煤矿7135工作面回风巷留巷期间顶板控制效果,验证了支护设计的合理性.     

综采工作面水力压裂切顶卸压留巷技术

为保证10-103综采工作面留巷巷道的稳定性,采用定向水力压裂技术进行留巷作业。通过分析水力压裂原理,得出当最小主应力方向接近于垂直方向时,需在钻孔内预切槽保证水力压裂效果。根据10-103工作面的具体情况,对水力压裂切顶方案进行设计,并进行矿压观测。结果表明:水力压裂后,巷道顶底板移近量降低50%,两帮移近量降低30%,卸压效果明显。     

2414工作面切顶卸压无煤柱留巷技术研究

针对孙村煤矿井下巷道掘进量大、采掘衔接紧张情况,对2414工作面轨道切顶卸压沿空留巷技术方案进行分析,进行了沿空留巷技术实践应用.现场实施后切顶卸压自动成巷PU监测系统监测结果表明,该轨道巷围岩整体变形较小,巷道围岩稳定性较好,留巷效果较好.     

综放切顶沿空留巷围岩变形特征分析及防治

为了掌握高地应力条件下综放沿空留巷围岩变形与破坏特征,以古汉山矿1604工作面为工程背景,采用理论分析的手段研究分析了综放沿空留巷围岩变形破坏形成机制,并提出采用预裂爆破切缝、强帮护顶等围岩控制措施,总结了综放沿空留巷技术原理,确定了沿空留巷支护参数,最后在现场进行了工业性试验。研究结果表明:沿空留巷巷道整体稳定性好,顶底板最大移近量为240～320mm,两帮最大移近量为360～410 mm,支护效果良好,成巷效果较好;解决了采掘接替紧张、巷道维护困难的难题,满足了安全生产需要,提高了煤矿生产效率。     

店坪煤矿切顶卸压自动成巷矿压显现规律及围岩控制

为提高店坪煤矿煤炭资源利用效率,利用沿空留巷技术回收区段煤柱,减少区段煤柱的损失量,同时利用切顶卸压自动成巷技术减少相邻破断岩块因相互咬合造成的对巷道顶板应力传递。并研究了最佳的切顶高度和切顶角度,使得切顶卸压之后,直接顶能够顺利滑移垮落,不会造成巷道顶板应力集中,使得沿空留巷的巷道支护困难。通过数值模拟、工程实践,对最佳的切顶高度和切顶角度进行了验证,最终通过工程实践测出的工作面顶底板最大移近量仅有250 mm,成效显著,可为类似矿井提供参考。     

层次注浆工艺在切顶留巷围岩加固工程的应用

针对沿空切顶卸压留巷巷道受断层影响大变形、无法进行常规支护等问题,对巷道表面位移、顶板离层进行监测,得到巷道围岩破碎后变形规律和围岩结构情况|并根据工程需求研发一种以新型无机注浆材料和注浆工艺为核心的层次注浆技术,对留巷巷道进行注浆加固治理。工程实践结果表明：经过层次注浆加固后,围岩变形得到快速控制,顶板下沉量控制在25mm之内,顶板离层量仅为2mm左右|顶板淋水问题得到解决,围岩裂隙得到有效充填加固,留巷巷道变形进入稳定阶段,能够满足后期使用要求。     

象山矿切顶卸压沿空留巷技术研究

以象山矿21308工作面为研究背景,进行切顶卸压沿空留巷技术研究。应用爆破预裂切缝、锚索支护等方法设计施工。经监测,巷道变形较原留巷方式效果好,顶、底板移近量小。